[发明专利]微/纳米核壳结构复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种微/纳米核壳结构复合材料的制备方法。该方法是采用多酚羟基类化合物和三价铁离子溶液的配位作用，使微米级金属颗粒和纳米级金属氧化物颗粒复合形成微/纳米核壳结构的复合材料；所述微米级金属颗粒为粒径范围为1～1000μm的铝粉、铁粉、铜粉、镍粉、钨粉或锌粉，所述纳米级金属氧化物为粒径范围为1nm～1000nm的三氧化二铝、三氧化二铁、四氧化三铁、氧化亚铁、氧化铜、三氧化钨、氧化镍或氧化锌。本发明的制备方法使壳层材料达到均匀、致密的包覆效果；并且该制备方法处理时间短、试剂环保无毒，后处理过程简便。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种微/纳米核壳结构复合材料的制备方法。

背景技术

核壳型复合颗粒由于表面覆盖有与核心材料不同性质纳米颗粒，具有特殊的尺寸和形貌，表现出优于单组分材料的光、电、磁和催化性能，因此其制备与应用近年来发展迅速，核壳结构微/纳米材料具备其他材料所不具备的特殊功能，这些颗粒的组成成分、结构可被人为设计和可控制备，以满足特定的要求，在催化剂、医学、生物工程等方面均具有重要应用价值。

现在采用的核壳复合材料制备方法一般包括：表面反应法、种子沉积法、微乳液法、水热法、自组装法、溶胶凝胶法、电沉积法、模板法、置换法、超声化学法等。

对于金属/金属氧化物的核壳结构材料而言，要使壳层材料达到均匀、致密的包覆效果，一般需要采用溶胶凝胶法、模板法等手段，但是所需工艺过程较为繁琐。

发明内容

[要解决的技术问题]

本发明的目的是解决上述现有技术的问题，提供了一种微/纳米核壳结构复合材料的制备方法。该方法处理时间短、试剂环保无毒，后处理过程简便。

[技术方案]

为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：

本发明的制备方法可使壳层材料达到均匀、致密的包覆效果。

一种微/纳米核壳结构复合材料的制备方法，该方法是采用多酚羟基类化合物和三价铁离子溶液的配位作用，使微米级金属颗粒和纳米级金属氧化物颗粒复合形成微/纳米核壳结构的复合材料；所述微米级金属颗粒为粒径范围为1～1000μm的铝粉、铁粉、铜粉、镍粉、钨粉或锌粉，所述纳米级金属氧化物为粒径范围为1nm～1000nm的三氧化二铝、三氧化二铁、四氧化三铁、氧化亚铁、氧化铜、三氧化钨、氧化镍或氧化锌。

本发明更进一步的技术方案，该制备方法包括以下步骤：

(1)配制多酚羟基化合物水溶液：称取一定质量的多酚羟基类化合物固体，溶于水中，配制成多酚羟基化合物水溶液，备用；

(2)配制三价铁离子溶液：称取一定质量的三氯化铁固体，溶于水中，配制成三氯化铁水溶液，备用；

(3)金属颗粒及金属氧化物颗粒的预处理：称取一定质量的金属颗粒加入到步骤(1)配制的多酚羟基化合物水溶液或步骤(2)配制的三氯化铁水溶液中快速搅拌，搅拌完毕后过滤分离得到金属颗粒；称取一定质量的金属氧化物颗粒加入到步骤(1)配制的多酚羟基化合物水溶液或步骤(2)配制的三氯化铁水溶液中快速搅拌，搅拌完毕后过滤分离得到金属氧化物颗粒；所述金属颗粒与金属氧化物颗粒分别加入到步骤(1)配制的多酚羟基化合物水溶液和步骤(2)配制的三氯化铁水溶液中；

(4)微/纳米核壳结构复合材料的制备：按照一定质量比例称取步骤(3)预处理得到的金属颗粒和金属氧化物颗粒，然后分散于水中快速搅拌，在搅拌过程中滴加碱性水溶液，调节混合液的pH值为7～14，搅拌1～1000s；然后过滤、水洗、分离，得到的固体进行干燥，得到微/纳米核壳结构复合材料。

本发明更进一步的技术方案，所述多酚基类化合物为含有两个或两个以上酚羟基的化合物，并且该多酚基类化合物能在水中溶解并能形成稳定的水溶液。